Chip load, calibration analysis and dynamics of ball-end milling for free-form surface machining

Tez Başlığı : Chip Load, Calibration Analysis and Dynamics of Ball-End Milling for Free-formSurface MachiningYazar : Burak ÖztürkÖZETOtomotiv, uzay ve kalıp tasarımı endüstrilerinde, küresel uçlu parmak frezeleme işlemi serbestformlu yüzeylerin işlenmesinde oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. İşleme operasyonlarınıntanımlanması aşamasında, operasyon planlayıcısı istenmeyen şekilde takım kırılmasına, talaşsıkışmasına ve takım deplasmanı sonucu oluşan yüzeyden aşırı miktarda talaş kaldırılması gibidurumlara meyil vermeyecek şekilde, malzeme kaldırma hızına oranlı olarak, kesme koşullarınıihtiyatlı şekilde belirlemek zorundadır. Bu gibi sorunlar eksenel ve radyal yönlü talaş miktarlarınınsürekli olarak değiştiği serbest formlu yüzeylerin işlenmesi sırasında oldukça önem kazanmaktadır. Busebepten dolayı operasyon planlayıcısına kesme koşullarını seçmede kılavuzluk sağlanması oldukçaönemlidir. Bu probleme yapılabilecek bir çözüm kesme işlemi sırasında oluşabilecek kuvvetlerinkesme koşullarının seçiminde göz önünde bulundurulmasıdır. Eğer operasyon planlayıcısı yapılacakbelli bir kesme işlemi öncesi oluşacak kuvvetleri göz önüne alabilirse, seçilen koşulların uygunluğunarahatlıkla karar verilebilir. Kesme kuvvetlerinin hesaplanmasında, temas yüzeyinin doğru bulunması,kalibrasyon katsayılarının doğru tespiti ve kullanılan kuvvet modeli oldukça önemlidirÖncelikle, küresel uçlu parmak frezelemede kullanılan kuvvet modelleri talaş kalınlığına bağlıdır.Talaş genişliği ise, takım ile parça arasında oluşan anlık temas sınırlarından hesaplanabilmektedir.Kesme kuvvetlerinin doğru tespiti için değişken temas yüzeyleri oldukça önemlidir. Yapılanaraştırmalarda, özellikle iki tip; ?Z-mapping? ve katı modelleme, temas yüzeyi tespiti yöntemibulunmaktadır. İki yöntemde temas yüzeyini belli kesinlik sınırları içerisinde tespit edebilmeklebirlikte, bu yöntemler uzun hesaplama süreleri gerektirdikleri için bir CAM programında CLdosyasının oluşumu ile eş zamanlı olarak kullanılamamaktadır. Bu çalışma üç boyutlu serbest formlumonotonik yüzeylerdeki anlık temas bölgelerinin analitik ve hızlı şekilde bulunmasını sunmaktadır.Analitik olan bu metot sonlu eleman boyutundan (grid-size) bağımsız olduğu için sonlu elemanlaraayırma ve Boolean gibi yöntemlerden daha hızlı olarak çalışmaktadır. Bununla birlikte denklemleranalitik olduğu için temas yüzeyleri katidir.İkinci olarak, kalibrasyon testleri sonucu elde edilen kalibrasyon katsayıları oldukça önemlidir.Doğru şekilde bulunan kalibrasyon katsayıları doğru kuvvet simülasyonunu mümkün kılmaktadır.Bundan önceki araştırmalarda, kalibrasyon katsayıları temas yüzeyindeki kesme ağzının giriş çıkışaçılarından bağımsız olduğu düşünülmüştür, bu nedenle her hangi bir temas yüzeyi için aynı olduklarıdüşünülmüştür. Kalibrasyon katsayıları yatay yuva kesme işlemi ile elde edilmektedir ve bu testlerdeğişik kesme derinlikleri için tekrar edilir. Bu çalışmada, kesme kuvvetlerinin doğru tespiti için,kalibrasyon katsayılarının modifikasyonunu içeren yeni bir metot sunulmaktadır. Bu araştırmada,teorik analiz ile birlikte kesme testlerinden elde edilen kuvvet sinyalleri sayesinde yüzey eğim açısınınhem kalibrasyon hem de kesme kuvveti simülasyonunda önemi gösterilmiştir. CAD çizimleri temasyüzeylerinin, deneysel kuvvet sinyalleri temas yüzeylerinin, modifikasyon algoritmasının ve kuvvetmodelinin ispatında kullanılmıştır. Küresel uçlu parmak frezeleme işlemlerinin teorik dinamik analizide ayrıca çalışılmıştır ve dinamik analiz, analitik temas yüzeyi metodu ile eşlenerek ileri zamanlıaraştırma projesi olarak bırakılmıştır.Kesme kuvvetlerinin tespitinden başka, beş eksen küresel uçlu parmak frezeleme işleminde ilerizamanlı araştırma projesi olarak belli bir düzeye kadar ele alınmıştır. Takımdaki öncül ve yanalaçıların kesme kuvvetlerine etkisi incelenmiştir.